可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统和方法，将线路、列车等仿真测试运行场景与半实物信号模拟设备结合，形成完成的列车运行监控装置的控制功能测试环境，实现基于场景的自动化测试和人工干预测试，且便于搭建，使测试过程更为直观和高效。其技术方案为：测试主控子系统实现测试人机界面、地面线路及设备数据加载、虚拟列车运动学建模、列车运行位置运算、列车仿真运行场景图形化展示、测试激励信号发生装置的控制与采集、点式应答器报文发送、被测设备反馈信息显示和网络通信；设备状态监测子系统实现被测监控装置CAN总线运行信息采集、运行信息帧内容显示与分析、运行状态信息网络通信转发。

Test system and method for controlling function of visual train operation monitoring device

The test system and the method of the invention discloses a visual control function of train operation monitoring device, the scene simulation test run, the train line and semi physical simulation equipment combined with signal control function, test environment to form the train operation monitoring device to complete, the scene based automatic test and manual intervention test, and easy build, make the testing process more intuitive and efficient. The technical proposal is that the implementation of test control subsystem test interface, ground line and equipment data loading, virtual train kinematics modeling, train position calculation, train operation simulation scene, graphical display test excitation signal generating device control and data acquisition and transmission, balise message feedback information display and test equipment network communication; implementation of equipment condition monitoring subsystem is measuring and monitoring device CAN bus operation information acquisition and operation information frame content display and analysis, operation state information network communication.

【技术实现步骤摘要】
可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统和方法
本专利技术涉及对列车运行监控装置的控制功能的测试技术，尤其涉及将仿真测试运行场景和半实物信号模拟设备相结合的可视化的针对列车运行监控装置的控制功能进行测试的系统和方法。
技术介绍
LKJ2000列车运行监控装置在功能测试和验证过程中，需要向其发出速度、压力、工况、轨道信号、通信等激励信号，并观察和检测其输出指令和反馈信息，以判断被测监控装置的功能完整性，并进行其安全控制性能评价。目前在监控装置的功能测试和实验中，监控装置的实验室功能性验证仅依靠简易的模拟测试装置，以人工操作测试装置、人工观察测试结果和记录为主，测试环境简陋，效率低下。这种测试方案具体可以体现在公开号为CN101334668A的名称为“监控装置信号发生器”的专利申请和公开号为CN101021451A的名称为“一种列车运行监控装置综合测试方法及综合测试台”的专利申请中。对于前者，其方案是设备通过信号调制电路生成供监控装置测试使用的模拟信号，需要人工按键操作。对于后者，其方案是以模拟机车条件信号发生设备为主体，增加监控装置做被测设备的输出信号检测，用于实现被测设备整机和单个插件的电气接口性能检测。这些现有的测试方案存在如下的缺点：1、仅仅根据监控装置所需运行环境给出轨道信号、速度脉冲信号、风缸压力电压信号、工况数字量信号等单一的测试激励，无法与测试场景与测试参数结合提供完整的功能测试环境；2、主要向被测监控装置发出单向测试激励，缺乏对被测监控装置输出的测试响应的正确性判断，仅能实现开环测试功能；3、测试人员在使用模拟测试装置进行功能性测试时，需要进行较为繁琐的人工按键操作，测试过程和结果需人工观察并记录，测试体验不佳，工作量大。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统和方法，将线路、列车等仿真测试运行场景与半实物信号模拟设备结合，形成完成的列车运行监控装置的控制功能测试环境，实现基于场景的自动化测试和人工干预测试，且便于搭建，使测试过程更为直观和高效。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统，包括测试主控子系统和设备状态监测子系统，其中：测试主控子系统实现测试人机界面、地面线路及设备数据加载、虚拟列车运动学建模、列车运行位置运算、列车仿真运行场景图形化展示、测试激励信号发生装置的控制与采集、点式应答器报文发送、被测设备反馈信息显示、测试过程记录和网络通信；设备状态监测子系统实现被测监控装置CAN总线运行信息采集、运行信息帧内容显示与分析、运行状态信息网络通信转发。根据本专利技术的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统的一实施例，测试主控子系统包括：测试人机界面模块，提供测试人机接口；列车仿真运行场景建模模块，加载线路特征数据，计算虚拟的列车与地面信号关键点的位置关系，图形化展示列车仿真运行场景；列车牵引/制动特性建模模块，建立列车牵引/制动及动力学模型，计算被测设备所需机车信号环境数据并控制输出；测试激励信号发生装置控制与检测模块，控制激励信号源向被测设备发出实际激励信号、检测被测设备输出反馈形成闭环；点式应答器报文传输控制模块，模拟车载应答器信息接收模块与被测监控装置的连接和报文传输；被测监控装置运行状态信息显示模块，显示和分析被测监控装置发出的运行信息；测试过程记录模块，记录测试执行的情况；网络通信模块，接收设备状态监测子系统转发的被测设备的运行信息。根据本专利技术的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统的一实施例，设备状态监测子系统包括：检测人机界面模块，提供监测与数据分析的人机接口；CAN总线运行信息采集模块，与被测监控装置建立CAN通信，采集CAN总线上的运行信息；运行信息帧内容显示与分析模块，显示和分析获取到的CAN总线运行信息；运行状态信息网络通信转发模块，通过网络发送被测装置的运行状态信息；网络连接状态监视模块，显示与测试主控子系统的网络通信连接状态。本专利技术揭示了一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试方法，在可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统上完成测试，测试系统包括测试主控子系统和设备状态监测子系统，测试主控子系统包括测试人机界面模块、列车仿真运行场景建模模块、列车牵引/制动特性建模模块、测试激励信号发生装置控制与检测模块、点式应答器报文传输控制模块、被测监控装置运行状态信息显示模块、测试过程记录模块、网络通信模块，设备状态监测子系统包括检测人机界面模块、CAN总线运行信息采集模块、运行信息帧内容显示与分析模块、运行状态信息网络通信转发模块、网络连接状态监视模块，测试方法包括：列车仿真运行场景建模模块加载线路及轨旁设备数据并建立运行场景数字化模型；列车牵引/制动特性建模模块加载列车参数并建立列车牵引/制动动力学模型；测试人机界面模块输入的牵引/制动级位驱动列车牵引/制动特性建模模块进行列车动力学实时计算，计算结果通过测试激励信号发生装置控制与检测模块控制信号发生装置发出车载激励信号；列车仿真运行场景建模模块根据当前虚拟列车运行速度，计算列车当前所在位置并判断地面信号关键点位置关系和过关键点时刻，如地面信号为信号机，则通过测试激励信号发生装置控制与检测模块驱动激励信号源发出相应的机车信号，如地面信号为点式应答器，则通过点式应答器报文传输控制模块直接向被测装置发出应答器报文信号；CAN总线运行信息采集模块检测被测监控装置运行时的运行状态信息，并交由运行信息帧内容显示与分析模块进行详细运行状态数据的显示和分析，同时交由运行状态信息网络通信转发模块组包发送至网络通信模块；网络通信模块解析运行状态数据包，发送至被测监控装置运行状态信息显示模块进行实时显示，发送至测试过程记录模块进行记录；测试过程记录模块记录整个测试过程中的详细测试过程和被测监控装置运行状态信息，并写入文件保存。根据本专利技术的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试方法的一实施例，列车仿真运行场景建模模块加载的线路及轨旁设备数据包括：线路坡道数据、曲线数据、道口/桥梁/隧道数据、线路限速数据、分相点数据、轨道区段数据、车站数据、车站侧线数据、信号机数据、点式应答器数据。根据本专利技术的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试方法的一实施例，列车牵引/制动特性建模模块加载的列车参数包括：机车牵引特性曲线、机车制动特性曲线、车辆制动特性曲线、级位控制曲线、列车编组参数。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术的特点是加载线路特征参数，形成虚拟线路及轨旁设备(包括轨道电路、点式应答器等)模型，结合实时的列车运动学计算构成列车仿真运行场景，使用直观图形动态显示列车运行位置、运行工况等信息，并形成外部信号关键点位置触发条件，自动驱动半实物信号模拟设备向被测监控装置发出激励信号，同时显示并记录被测监控装置反馈的测试信息，可实现监控装置的闭环测试，因此本专利技术提供的方法和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统，其特征在于，包括测试主控子系统和设备状态监测子系统，其中：测试主控子系统实现测试人机界面、地面线路及设备数据加载、虚拟列车运动学建模、列车运行位置运算、列车仿真运行场景图形化展示、测试激励信号发生装置的控制与采集、点式应答器报文发送、被测设备反馈信息显示、测试过程记录和网络通信；设备状态监测子系统实现被测监控装置CAN总线运行信息采集、运行信息帧内容显示与分析、运行状态信息网络通信转发。

【技术特征摘要】
1.一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统，其特征在于，包括测试主控子系统和设备状态监测子系统，其中：测试主控子系统实现测试人机界面、地面线路及设备数据加载、虚拟列车运动学建模、列车运行位置运算、列车仿真运行场景图形化展示、测试激励信号发生装置的控制与采集、点式应答器报文发送、被测设备反馈信息显示、测试过程记录和网络通信；设备状态监测子系统实现被测监控装置CAN总线运行信息采集、运行信息帧内容显示与分析、运行状态信息网络通信转发。2.根据权利要求1所述的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统，其特征在于，测试主控子系统包括：测试人机界面模块，提供测试人机接口；列车仿真运行场景建模模块，加载线路特征数据，计算虚拟的列车与地面信号关键点的位置关系，图形化展示列车仿真运行场景；列车牵引/制动特性建模模块，建立列车牵引/制动及动力学模型，计算被测设备所需机车信号环境数据并控制输出；测试激励信号发生装置控制与检测模块，控制激励信号源向被测设备发出实际激励信号、检测被测设备输出反馈形成闭环；点式应答器报文传输控制模块，模拟车载应答器信息接收模块与被测监控装置的连接和报文传输；被测监控装置运行状态信息显示模块，显示和分析被测监控装置发出的运行信息；测试过程记录模块，记录测试执行的情况；网络通信模块，接收设备状态监测子系统转发的被测设备的运行信息。3.根据权利要求1所述的可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统，其特征在于，设备状态监测子系统包括：检测人机界面模块，提供监测与数据分析的人机接口；CAN总线运行信息采集模块，与被测监控装置建立CAN通信，采集CAN总线上的运行信息；运行信息帧内容显示与分析模块，显示和分析获取到的CAN总线运行信息；运行状态信息网络通信转发模块，通过网络发送被测装置的运行状态信息；网络连接状态监视模块，显示与测试主控子系统的网络通信连接状态。4.一种可视化列车运行监控装置的控制功能的测试方法，其特征在于，在可视化列车运行监控装置的控制功能的测试系统上完成测试，测试系统包括测试主控子系统和设备状态监测子系统，测试主控子系统包括测试人机界面模块、列车仿真运行场景建...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，苏军贵，朱明，付强，范旭，
申请(专利权)人：湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43